(57)【要約】【課題】  複数の光結合部を有する光結合装置において、光導波路や光ファイバーなどの導光路を異なる２方向に引き出せるようにする。【解決手段】  送光部と受光部が対向する光結合部２５Ａが、第１の方向の列Ｌ１と第２の方向の列Ｌ２に沿って並んでいる。列Ｌ１とＬ２は直角であり、Ｘ方向とＹ方向との間に角度θを有している。その結果、それぞれの光結合部２５Ａに結合される複数本の導光路２１Ａ，２１Ｂを、互いに重なることなく、Ｘ方向とＹ方向のいずれかの方向へ選択して引き延ばすことが可能になる。導光路２１Ａ，２１Ｂの引き出し方向を自由に設定できるようになり、スペースの有効活用が可能になる。【選択図】図３
2011111542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の対向部と第２の対向部とが設けられ、前記第１の対向部と前記第２の対向部の、一方に複数の送光部が配列し、他方に複数の受光部が配列し、前記第１の対向部と前記第２の対向部とが対向したときに、前記送光部と前記受光部とが一対一で対向する光結合部が複数箇所に構成され、少なくも前記第２の対向部に、前記送光部または前記受光部にそれぞれ光結合された複数の導光路が延び出ている光結合装置において、
前記光結合部が、第１の方向に延びる列と第２の方向に延びる列に沿って並んでおり、第１の方向に延びる前記列と第２の方向に延びる前記列がそれぞれ複数列設けられており、
全ての前記送光部と全ての前記受光部とが対向した状態で、複数の前記導光路の延びる向きと、前記第１の方向および前記第２の方向との間に９０度未満の角度が設けられて、複数の前記導光路を、互いに重なることなく、少なくとも２つの方向のいずれか選択した向きに延ばすことが可能とされていることを特徴とする光結合装置。
【請求項２】
前記第１の方向と前記第２の方向が直角で、前記光結合部が、前記第１の方向の列と前記第２の方向の列にそれぞれ同じ数だけ配列している請求項１記載の光結合装置。
【請求項３】
複数の前記導光路が延び出る方向が、互いに直交するＸ方向またはＹ方向のいずれかであり、Ｘ方向と前記第１の方向との成す角度および前記Ｙ方向と前記第２の方向との成す角度をθ（０度＜θ＜９０度）、前記第１の方向と前記第２の方向へ並ぶ前記光結合部の数をＮ、前記第１の方向の配列ピッチをｄ１、前記第２の方向の配列ピッチをｄ２としたときに、
ｄ２（Ｎ−１）・ｓｉｎθ＜ｄ１・ｃｏｓθで、且つｄ１（Ｎ−１）・ｓｉｎθ＜ｄ２・ｃｏｓθ
である請求項２記載の光結合装置。
【請求項４】
ｄ１＝ｄ２である請求項３記載の光結合装置。
【請求項５】
Ｎ・ｓｉｎθ＝ｃｏｓθである請求項４記載の光結合装置。
【請求項６】
前記第１の方向と前記第２の方向が直角で、前記光結合部は、前記第１の方向の列に配列する数よりも前記第２の方向の列に配列する数の方が多い請求項１記載の光結合装置。
【請求項７】
複数の前記導光路が延び出る方向が、互いに直交するＸ方向またはＹ方向のいずれかであり、Ｘ方向と前記第１の方向との成す角度および前記Ｙ方向と前記第２の方向との成す角度をθ（０度＜θ＜９０度）、前記第１の方向に並ぶ前記光結合部の数をＮ１、前記第２の方向へ並ぶ前記光結合部の数をＮ２、前記第１の方向の配列ピッチをｄ１、前記第２の方向の配列ピッチをｄ２としたときに、
ｄ２（Ｎ２−１）・ｓｉｎθ＜ｄ１・ｃｏｓθで、且つｄ１（Ｎ１−１）・ｓｉｎθ＜ｄ２・ｃｏｓθ
である請求項６記載の光結合装置。
【請求項８】
ｄ１＝ｄ２である請求項７記載の光結合装置。
【請求項９】
Ｎ２・ｓｉｎθ＝ｃｏｓθである請求項８記載の光結合装置。
【請求項１０】
前記光結合部が、前記第１の方向と前記第２の方向へ複数箇所に並んだ結合部群が、複数設けられており、前記結合部群から延び出る複数の前記導光路が、隣接する結合部群から延び出る複数の前記導光路の間に位置するように、それぞれの結合部群が配置されている請求項１ないし９のいずれかに記載の光結合装置。
【請求項１１】
複数の前記結合部群は、互いに通信方向が相違するものを含む請求項１０記載の光結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の送光部を備えた対向部と複数の受光部を備えた対向部とが対向して複数の光結合部が構成される光結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の光信号を伝達する面対向型の光結合装置は、互いに対向する２つの対向部を有し、一方の対向部に送光部が設けられ、他方の対向部に受光部が設けられ、２つの対向部が対向すると、全ての送光部と受光部が一対一で対向し、光信号を授受する光結合部が複数箇所に構成される。【０００３】
以下の特許文献１に記載された光結合装置は、一方の対向部が、複数の発光素子を備えた発光素子アレイであり、他方の対向部が、複数の光入出射部とこれに結合された複数本の光導波路とを有する光導波路アレイである。複数の発光素子と複数の光入出射部とが対向して複数箇所に光結合部が構成される。【０００４】
特許文献１に記載された発明では、複数の光結合部が光導波路の延びる方向と直交する向きに位置ずれして配置され、且つ光結合部は、光導波路が延びる方向と直交する向きにおいて直線状に並んで配列している。【０００５】
上記構造では、光結合部が光導波路が延びる向きと直交する向きに位置ずれしているために、複数の光導波路を重なることなく幅方向に間隔を空けて配置することが可能である。しかし、光導波路を、前記方向と直交する方向へ向けようとすると、複数の光導波路が重なってしまい、光導波路を平面的に展開させて引き出すことができなくなる。【０００６】
特許文献２に記載された光モジュールは、一方の対向部が、複数の発光部を有する面発光レーザであり、他方の対向部が、複数本の光ファイバを保持したフェルールであり、それぞれの光ファイバの先端面が発光部と対向して光結合部が構成されている。【０００７】
この光モジュールは、特許文献１と同様に、光ファイバーと結合される光結合部が、光ファイバーが延びる方向と直交する向きに位置ずれして配置され、光ファイバーが延びる方向と直交する向きでは、光結合部が直線上に並んで配置されている。そのために、光ファイバーを引き出す方向が限定され、光結合部が直線上に並んでいる向きに沿って、光ファイバーを重ならずに引き出すことはできない。【０００８】
特許文献１に記載された光導波路または特許文献２に記載された光ファイバーを、光結合部が直線的に並んでいる向きに沿って引き出そうとすると、光導波路や光ファイバーを曲げることが必要になる。この場合に、光導波路や光ファイバーを引き回すための領域が広く必要になり、また光導波路を屈曲して形成すると屈曲部での光の漏洩などの問題が生じやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１９８５７９号公報
【特許文献２】特開２００８−４６２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、層構造の光導波路や光ファイバーなどで代表される導光路を、異なる２方向へ直線的に引き出すことが可能となり、導光路の引回しの自由度を高めることができる光結合装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、互いに対向する第１の対向部と第２の対向部とが設けられ、前記第１の対向部と前記第２の対向部の、一方に複数の送光部が配列し、他方に複数の受光部が配列し、前記第１の対向部と前記第２の対向部とが対向したときに、前記送光部と前記受光部とが一対一で対向する光結合部が複数箇所に構成され、少なくも前記第２の対向部に、前記送光部または前記受光部にそれぞれ光結合された複数の導光路が延び出ている光結合装置において、
前記光結合部が、第１の方向に延びる列と第２の方向に延びる列に沿って並んでおり、第１の方向に延びる前記列と第２の方向に延びる前記列がそれぞれ複数列設けられており、
全ての前記送光部と全ての前記受光部とが対向した状態で、複数の前記導光路の延びる向きと、前記第１の方向および前記第２の方向との間に９０度未満の角度が設けられて、複数の前記導光路を、互いに重なることなく、少なくとも２つの方向のいずれか選択した向きに延ばすことが可能とされていることを特徴とするものである。【００１２】
本発明の光結合装置は、光結合部が第１の方向の列と第２の方向の列に沿って並んで設けられ、導光路の延び出る方向を第１の方向と第２の方向の双方と一致しない向きとすることで、導光路が延び出る向きを変えたときに、複数の導光路を互いに重なることなく引き出すことが可能になる。したがって、導光路の引回しの自由度を確保でき、導光路を引回わすための領域を有効に使用できる。【００１３】
本発明での「導光路」は、薄膜形成された層構造の「光導波路」や「光ファイバー」で構成される。「送光部」は、発光ダイオードなどの発光素子、または光が出射する「導光路」の端部である。「受光部」は、送光部から出た光が入射する「導光路」の端部、またはフォトトランジスタやフォトダイオードなどの受光素子である。【００１４】
前記「導光路の端部」は、例えば、導光路の端面が斜めの傾斜面とされ、この傾斜面にミラー面が形成されるなどして、導光路の内部を伝播した光が導光路から出射できるようにしたもの、あるいは入射した光を導光路の内部に導入できる構造としたものである。【００１５】
また、好ましくは少なくとも「送光部」にマイクロレンズアレイが設けられ、送光部から発せられた光がマイクロレンズで集光されて、受光部に与えられる。あるいは、送光部と受光部の双方にマイクロレンズアレイが設けられ、送光部から発せられた光が、マイクロレンズで平行光とされ、この平行光がマイクロレンズで集光されて、受光部に入射するものであってもよい。【００１６】
例えば、前記第１の方向と前記第２の方向が直角で、前記光結合部が、前記第１の方向の列と前記第２の方向の列にそれぞれ同じ数だけ配列しているものとして構成できる。【００１７】
この場合に、複数の前記導光路が延び出る方向が、互いに直交するＸ方向またはＹ方向のいずれかであり、Ｘ方向と前記第１の方向との成す角度および前記Ｙ方向と前記第２の方向との成す角度をθ（０度＜θ＜９０度）、前記第１の方向と前記第２の方向へ並ぶ前記光結合部の数をＮ、前記第１の方向の配列ピッチをｄ１、前記第２の方向の配列ピッチをｄ２としたときに、
ｄ２（Ｎ−１）・ｓｉｎθ＜ｄ１・ｃｏｓθで、且つｄ１（Ｎ−１）・ｓｉｎθ＜ｄ２・ｃｏｓθ
であることが好ましい。【００１８】
上記関係を満足することで、複数の導光路を、重なることなく、異なる２つの方向のいずれかへ選択して引き出すことが可能である。【００１９】
例えば、ｄ１＝ｄ２である。この場合、光結合部は、第１の方向と第２の方向に辺が延びる正方形の領域の内部に規則的に配列される。また、Ｎ・ｓｉｎθ＝ｃｏｓθにすると、導光路を等ピッチに配置することができる。【００２０】
あるいは、本発明が、前記第１の方向と前記第２の方向が直角で、前記光結合部は、前記第１の方向の列に配列する数よりも前記第２の方向の列に配列する数の方が多いものであってもよい。【００２１】
この場合、複数の前記導光路が延び出る方向が、互いに直交するＸ方向またはＹ方向のいずれかであり、Ｘ方向と前記第１の方向との成す角度および前記Ｙ方向と前記第２の方向との成す角度をθ（０度＜θ＜９０度）、前記第１の方向に並ぶ前記光結合部の数をＮ１、前記第２の方向へ並ぶ前記光結合部の数をＮ２、前記第１の方向の配列ピッチをｄ１、前記第２の方向の配列ピッチをｄ２としたときに、
ｄ２（Ｎ２−１）・ｓｉｎθ＜ｄ１・ｃｏｓθで、且つｄ１（Ｎ１−１）・ｓｉｎθ＜ｄ２・ｃｏｓθ
であることが好ましい。【００２２】
ただし、ｄ１＝ｄ２であると、光結合部は、第１の方向が短辺で第２の方向が長辺の長方形の領域の内部に規則的に配列される。この場合も、Ｎ２・ｓｉｎθ＝ｃｏｓθであると、一方に延び出る導光路を等ピッチに配置できる。【００２３】
さらに本発明は、前記光結合部が、前記第１の方向と前記第２の方向へ複数箇所に並んだ結合部群が、複数設けられており、前記結合部群から延び出る複数の前記導光路が、隣接する結合部群から延び出る複数の前記導光路の間に位置するように、それぞれの結合部群が配置されているものであってもよい。【００２４】
上記発明では、複数の前記結合部群は、互いに通信方向が相違するものを含むものにできる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、複数の送光部が配列する対向部と、複数の受光部が配列する対向部を対向させたときに、一方の対向部に設けられた複数の導光路の延び出る方向を、少なくとも２方向のいずれかに選択することができる。【００２６】
そのため、導光路の引回しの自由度が増し、導光路の引回しのための領域を有効に使用することができる。また導光路を曲げる必要性が少なくなり、光信号の伝達損失も低減しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の実施の形態の光結合装置を示す側面図、
【図２】図１（Ａ）に示す光結合装置の分解斜視図、
【図３】導光路の引き出し方向を説明する光結合装置の平面図、
【図４】光結合装置の拡大平面図、
【図５】第１の方向と第２の方向で光結合部の配列個数が相違する光結合装置を示す平面図、
【図６】複数の結合部群が配列した光結合装置を示す平面図、
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１（Ａ）に示す光結合装置１Ａは、第１の対向部１０Ａと第２の対向部１５Ａとが対向している。第１の対向部１０Ａと第２の対向部１５Ａは、結合と分離とが自在な着脱コネクタであってもよいし、互いに分離不能に結合されるものであってもよい。
【００２９】
第１の対向部１０Ａは、基板１１に実装された光源アレイ１２と、その表面に配置された光結合基板１３を有しており、光結合基板１３の対向面に、複数のマイクロレンズ１４が配列したマイクロレンズアレイが設けられている。光源アレイ１２の表面には複数の発光素子１２ａが規則的に配列しており、マイクロレンズ１４が、それぞれ発光素子に対向している。第１の対向部１０Ａでは、それぞれの発光素子１２ａとこれに対向するマイクロレンズ１４とで、個々の送光部が構成されている。
【００３０】
第２の対向部１５Ａは、光結合基板１６を有しており、光結合基板１６の対向面に、複数のマイクロレンズ１７が配列したマイクロレンズアレイが設けられている。
【００３１】
第２の対向部１５Ａの光結合基板１６にフレキシブル基板２０が接合されている。フレキシブル基板２０に、複数本の導光路が設けられている。図３では、複数本の導光路２１Ａ（または２１Ｂ）が破線で示されている。導光路２１Ａ（または２１Ｂ）は、フレキシブル基板２０の表面に形成された光導波路である。光導波路は、フレキシブル基板２０の表面に光学材料が形成された層構造である。導波路は、インプリント法やスパッタ法などで形成される。
【００３２】
図１（Ｃ）に示すように、複数の導光路２１Ａ（または２１Ｂ）のそれぞれの端部に光入射部２１ａが形成されている。例えば、光入射部２１ａは、導光路の端面が斜めに形成され、その斜面をミラー面２１ｂとすることで構成される。この光入射部２１ａは、個々のマイクロレンズ１７に対向している。第２の対向部１５Ａでは、導光路２１Ａ（または２１Ｂ）の光入射部２１ａとこれに対向するマイクロレンズ１７とで、個々の受光部が構成されている。
【００３３】
図１（Ａ）に示すように、第１の対向部１０Ａと対向面と第２の対向部１５Ａの対向面とが対向して組み合わせられると、第１の対向部１０Ａに設けられたマイクロレンズ１４と、第２の対向部１５Ａに設けられたマイクロレンズ１７とが一対一で対向する。これにより、第１の対向部１０Ａの全ての送光部と、第２の対向部１５Ａの全ての受光部とが対向し、送光部と受光部とが一対一で対向する複数の光結合部２５Ａが構成される。
【００３４】
図１（Ａ）に示す光結合装置１Ａの個々の光結合部２５Ａでは、発光素子１２ａから上方に向けて発せられた拡散光が、マイクロレンズ１４によって平行光束に変換される。この平行光束が、マイクロレンズ１７で集光されて、導光路２１Ａ（または２１Ｂ）のそれぞれの光入射部２１ａに入射させられる。
【００３５】
図１（Ａ）において、光源アレイ１２の代わりに、フォトトランジスタやフォトダイオードなどの複数の受光素子が配列した受光素子アレイを配置し、個々の受光素子をマイクロレンズ１４に対向させてもよい。この場合、第１の対向部１０Ａでは、受光素子とマイクロレンズ１４とで受光部が構成される。一方、第２の対向部１５Ａでは、図１（Ｃ）に示すような導光路２１Ａ（または２１Ｂ）の端部の符号２１ａの構造が光入射部ではなく光出射部となる。この光出射部とこれに対向するマイクロレンズ１７とで、送光部が構成される。
【００３６】
図１（Ｂ）に示す光結合装置１Ｂは、第１の対向部１０Ｂと第２の対向部１５Ｂとが対向している。
【００３７】
第１の対向部１０Ｂは光結合基板１８を有しており、光結合基板１８の対向面に、複数のマイクロレンズ１９が配列したマイクロレンズアレイが設けられている。第１の対向部１０Ｂの光結合基板１８に、フレキシブル基板２８が接合されている。フレキシブル基板２８の表面に、複数の導光路２６が設けられている。導光路２６は層構造の光導波路である。複数の導光路２６は、フレキシブル基板２８の表面に、重なることなく幅方向に間隔を空けて設けられている。それぞれの導光路２６の端部に、光出射部２６ａが形成される。光出射部２６ａは、図１（Ｃ）に示す光出射部２１ａと同じ構造である。光出射部２６ａがマイクロレンズ１９に対向している。
【００３８】
図１（Ｂ）の光結合装置１Ｂに設けられた第２の対向部１５Ｂは、図１（Ａ）に示す第２の対向部１５Ａと同様に、マイクロレンズ１７を有する光結合基板１６と、導光路２１Ａ（または２１Ｂ）を有するフレキシブル基板２０とで構成されている。
【００３９】
光結合装置１Ｂは、第１の対向部１０Ｂと第２の対向部１５Ｂとが対向して組み合わされると、第１の対向部１０Ｂに設けられたマイクロレンズ１９と、第２の対向部１５Ｂに設けられたマイクロレンズ１７とが一対一で対向する。これにより、複数の光結合部２５Ｂが構成される。
【００４０】
光結合装置１Ｂは、第１の対向部１０Ｂの導光路２６の光出射部２６ａとマイクロレンズ１９とで送光部が構成され、第２の対向部１５Ｂの導光路２１Ａ（または２１Ｂ）の光入射部２１ａとマイクロレンズ１７とで受光部が構成される。この場合に、光出射部２６ａから出た光がマイクロレンズ１９によって平行光束に変換され、この平行光束がマイクロレンズ１７で集光されて光入射部２１ａに入射する。あるいは、第２の対向部１５Ｂの導光路２１Ａ（または２１Ｂ）とマイクロレンズ１７とで送光部が構成され、第１の対向部１０Ｂの導光路２６とマイクロレンズ１９とで受光部が構成されてもよい。
【００４１】
図２は、図１（Ａ）に示す光結合装置１Ａの分解斜視図であり、図３と図４は光結合装置１Ａに設けられている第２の対向部を示す平面図である。図２に示すように、前記光結合部２５Ａは多数構成されているが、図３以下では、説明を容易にするために、光結合部２５Ａの数を少なくして図示している。
【００４２】
図２と図３では、フレキシブル基板２０がＸ１方向へ延び出ている構造の第２の対向部を符号１５Ａ１で示し、フレキシブル基板２０がＹ１方向に延び出ている構造の第２の対向部を符号１５Ａ２で示している。図３（Ａ）では、第２の対向部１５Ａ１において、Ｘ１方向に延びるフレキシブル基板２０に設けられた複数本の導光路を符号２１Ａで示している。図３（Ｂ）では、第２の対向部１５Ａ２において、Ｙ１方向に延びるフレキシブル基板２０に設けられた導光路を符号２１Ｂで示している。
【００４３】
図２に示すように、第１の対向部１０Ａの光結合基板１３は、それぞれの辺がＸ方向とＹ方向に延びる正方形であり、第２の対向部１５Ａ１，１５Ａ２の光結合基板１６も正方形である。光結合基板１３と光結合基板１６は、辺どうしが重なるように組み合わされる。
【００４４】
図２と図３に示すように、光結合部２５Ａは、正方形の領域Ｓ内で規則的に配列している。正方形の領域Ｓは、光結合基板１６において斜めに傾いて形成されている。マイクロレンズ１４が配列するマイクロレンズアレイの基板、およびマイクロレンズ１７が配列するマイクロレンズアレイの基板を正方形に形成し、これら基板を正方形の領域Ｓと一致させることができる。また、光源アレイ１２や受光素子アレイの基板を正方形に形成し、これらアレイの基板を正方形の領域Ｓに一致させることもできる。
【００４５】
図２と図３に示すように、複数の光結合部２５Ａが規則的に配列している正方形の領域Ｓのそれぞれの辺は、Ｘ方向とＹ方向に一致しておらず、それぞれの辺が、Ｘ方向とＹ方向に対して角度θ（０度＜θ＜９０度）だけ傾いている。すなわち、領域Ｓの辺は、光結合基板１３および光結合基板１６の辺に対して角度θだけ傾いており、第１の対向部に対して第２の対向部の向きを９０度変えても、個々の送光部と受光部が対向して、光結合部２５Ａが形成されるように構成されている。さらに、図４に示すように、第１の対向部に対して第２の対向部の向きを９０度変えても、個々の導光路２１Ａどうしまたは個々の導波路２１Ｂどうしが重ならないようになっている。
【００４６】
その結果、フレキシブル基板２０がＸ１方向に延びる第２の対向部１５Ａ１と、フレキシブル基板２０がＹ１方向に延びる第２の対向部１５Ａ２のいずれであっても、共通の第１の対向部１０Ａに対して組み合わせることが可能である。
【００４７】
図３に示すように、第２の対向部１５Ａ１と第２の対向部１５Ａ２とで、同じ光結合基板１６が使用されている。第２の対向部１５Ａ１では、導光路２１Ａを有するフレキシブル基板２０が光結合基板１６からＸ１方向に延びており、第２の対向部１５Ａ２では、導光路２１Ｂを有するフレキシブル基板２０が光結合基板１６からＹ１方向に延びている。
【００４８】
複数の光結合部２５Ａを有する領域Ｓの辺が、Ｘ方向とＹ方向に対して角度θだけ傾いており、図３（Ａ）に示す第２の対向部１５Ａ１では、フレキシブル基板２０をＸ１方向に延ばしたときに、複数本の導光路２１Ａのそれぞれを重なることなく、Ｙ方向に間隔を空けて平行に且つ直線的に延ばすことができ、図３（Ｂ）に示す第２の対向部１５Ａ２では、複数本の導光路２１Ｂのそれぞれを、重なることなく、Ｘ方向に間隔を空けて平行に且つ直線的に延ばすことができる。これは、導光路２１Ａを有するフレキシブル基板２０をＸ２方向に延ばしたときと、導光路２１Ｂを有するフレキシブル基板２０をＹ２方向へ延ばしたときにおいても同じである。
【００４９】
図３に示す例では、光結合基板１６に、丸穴の位置決め部３１と矩形穴の位置決め部３２が形成されている。図２に示す第１の対向部１０Ａの光結合基板１３には、丸形状の突起の位置決め部と矩形状の突起の位置決め部が設けられている。位置決め部３１，３２によって、光結合基板１３と光結合基板１６とが互いに位置決めされて組み合わせられる。このとき、光結合基板１３と光結合基板１６が、常に同じ向きでないと組み合わせることができないようになっている。位置決め部３１，３２を用いて光結合基板１３と光結合基板１６とが組み合わせられると、全てのマイクロレンズ１４と全てのマイクロレンズ１７とが一対一で対向して複数の光結合部２５Ａが構成される。
【００５０】
図３に示すように、第２の対向部１５Ａ１と、第２の対向部１５Ａ２とで、同じ光結合基板１６が使用され、光結合基板１３と光結合基板１６とが、一定の向きでのみ組み合わされるために、導光路２１Ａ，２１Ｂの向きが互いに９０度相違する第２の対向部１５Ａ１と第２の対向部１５Ａ２を、組み合わせを誤ることなく、第１の対向部１０Ａに組み合わせることができる。
【００５１】
本発明のもうひとつの例としては、図３に示す位置決め部３１と位置決め部３２を、同じ形状で同じ寸法の丸形状あるいは正方形とし、位置決め部のＸ方向の間隔とＹ方向の間隔を同じに設定する。この例では、第１の対向部１０Ａの光結合基板１３と第２の対向部１５Ａの光結合基板１６を、その４つの辺が互いに一致するように位置決めして組み合わせることができ、しかも、光結合基板１３と光結合基板１６を、相対的に９０度回転させたどの向きであっても組み合わせることが可能になる。光結合基板１３と光結合基板１６をどの向きで組み合わせても、すなわち、フレキシブル基板２０を、Ｘ１方向、Ｘ２方向、Ｙ１方向、Ｙ２方向のどの向きに設定しても、全てのマイクロレンズ１４と全てのマイクロレンズ１７とを個別に対向させて光結合部２５Ａを構成することができる。
【００５２】
すなわち、同じ構造の第２の対向部１５Ａを、フレキシブル基板２０の向きを９０度毎に任意に変えて、第１の対向部１０Ａに自由に組み合わせることが可能になる。
【００５３】
図４は、複数の導光路が互いに重なることなくＸ方向へ延び、且つ互いに重なることなくＹ方向へ延びることができるための、光結合部２５Ａの配列の条件を求めるための説明図である。
【００５４】
光結合部２５Ａは、第１の方向に延びる列Ｌ１と第２の方向に延びる列Ｌ２の双方に沿って間隔を空けて配置されている。第１の方向の列Ｌ１と第２の方向の列Ｌ２は直角であり、第１の方向の列Ｌ１と第２の方向の列Ｌ２はそれぞれ複数列設けられている。ただし、本発明では、第１の方向の列Ｌ１と第２の方向の列Ｌ２が直角以外の角度で交叉していてもよい。
【００５５】
互いに直角である第１の方向の列Ｌ１と第２の方向の列Ｌ２は、Ｘ方向およびＹ方向に対して角度θを有している（０度＜θ＜９０度）。第１の方向の列Ｌ１上に配列している光結合部２５Ａの数と、第２の方向の列Ｌ２上に配列している光結合部２５Ａの数は同じであり、共にＮである。図４の例では、Ｎ＝４である。光結合部２５Ａは、第１の方向の列Ｌ１上で等間隔に配列し、そのピッチはｄ１である。光結合部２５Ａは、第２の方向の列Ｌ２上で等間隔に配列し、そのピッチはｄ２である。
【００５６】
図３（Ｂ）に示すように、複数本の導光路２１Ｂが、互いに重なることなく、Ｘ方向に間隔を空けて平行に、Ｙ１方向またはＹ２方向に延び出ることができるための条件は、ｄ２（Ｎ−１）・ｓｉｎθ＜ｄ１・ｃｏｓθである。Ｙ１方向またはＹ２方向へ延び出る複数の導光路２１Ｂが、Ｘ方向に等間隔となるための条件は、ｄ２・Ｎ・ｓｉｎθ＝ｄ１・ｃｏｓθである。
【００５７】
同様に図３（Ａ）に示すように、複数本の導光路２１Ａが、互いに重なることなく、Ｙ方向に間隔を空けて平行に、Ｘ１方向またはＸ２方向に延び出ることができるための条件は、ｄ１（Ｎ−１）・ｓｉｎθ＜ｄ２・ｃｏｓθである。Ｘ１方向またはＸ２方向へ延び出る複数本の導光路２１Ａが、Ｙ方向に等間隔となるための条件は、ｄ１・Ｎ・ｓｉｎθ＝ｄ２・ｃｏｓθである。
【００５８】
第１の方向の列Ｌ１上での光結合部２５Ａの配列ピッチｄ１と、第２の方向の列Ｌ２上での光結合部２５Ａの配列ピッチｄ２とが等しく（ｄ１＝ｄ２）、光結合部２５Ａが正方形の領域Ｓに規則的に配列しているときは、複数本の導光路が、Ｙ１方向、Ｙ２方向、Ｘ１方向、Ｘ２方向の全ての方向へ、互いに重なることなく延び出るための条件が、（Ｎ−１）・ｓｉｎθ＜ｃｏｓθであり、前記４方向のそれぞれにおいて、導光路の間隔が等しくなるための条件は、Ｎ・ｓｉｎθ＝ｃｏｓθである。
【００５９】
図５は、本発明の第２の実施の形態の光結合装置１０１を示している。
この光結合装置１０１は、第１の方向の列Ｌ１と第２の方向の列Ｌ２とが直角で、それぞれの列とＸ方向およびＹ方向との間に角度θが設けられている（０度＜θ＜９０度）。第１の方向の列Ｌ１に並ぶ光結合部２５Ａの数はＮ１で、第２の方向の列Ｌ２に並ぶ光結合部２５Ａの数はＮ２であり、Ｎ１＜Ｎ２である。第１の方向の列Ｌ１上での光結合部２５Ａの配列ピッチがｄ１、第２の方向の列Ｌ２上での光結合部２５Ａの配列ピッチがｄ２である。
【００６０】
図５（Ｂ）に示すように、複数本の導光路２１Ｂが、互いに重なることなく、Ｘ方向に間隔を空けて、Ｙ１方向またはＹ２方向に延び出ることができるための条件は、ｄ２（Ｎ２−１）・ｓｉｎθ＜ｄ１・ｃｏｓθである。Ｙ１方向またはＹ２方向へ延び出る複数本の導光路２１Ｂが、Ｘ方向に等間隔となるための条件は、ｄ２・Ｎ２・ｓｉｎθ＝ｄ１・ｃｏｓθである。
【００６１】
同様に、図５（Ａ）に示すように、複数の導光路２１Ａが、互いに重なることなく、Ｙ方向に間隔を空けて、Ｘ１方向またはＸ２方向に延び出ることができるための条件は、ｄ１（Ｎ１−１）・ｓｉｎθ＜ｄ２・ｃｏｓθである。Ｘ１方向またはＸ２方向へ延び出る複数本の導光路２１Ａが、Ｙ方向に等間隔となるための条件は、ｄ１・Ｎ１・ｓｉｎθ＝ｄ２・ｃｏｓθである。
【００６２】
第１の方向の列Ｌ１上での光結合部２５Ａの配列ピッチｄ１と、第２の方向の列Ｌ２上での光結合部２５Ａの配列ピッチｄ２とが等しく（ｄ１＝ｄ２）、光結合部２５Ａが長方形の領域Ｓ１内で規則的に配列しているときは、導光路がＹ１方向、Ｙ２方向、Ｘ１方向、Ｘ２方向の全ての方向へ重なることなく延び出るための条件は、（Ｎ２−１）・ｓｉｎθ＜ｃｏｓθである。すなわち、ｄ１＝ｄ２のときは、Ｙ１またはＹ２方向に延びる導光路２１Ｂが互いに重なることなくＸ方向に間隔を空けて延び出ることができれば、Ｘ１またはＸ２方向に延びる導光路２１Ａが重なることはない。
【００６３】
この場合に、Ｎ２・ｓｉｎθ＝ｃｏｓθであると、図５（Ｂ）に示すように、Ｙ１方向またはＹ２方向に延びる導光路２１ＢがＸ方向に等間隔で並び、図５（Ａ）に示すように、Ｘ１方向またはＸ２方向に延びる導光路２１Ａが、等間隔である部分と、等間隔でない部分とが相互に繰り返すように配列される。
【００６４】
図５に示すように、第１の方向の列Ｌ１と第２の方向の列Ｌ２とで、光結合部２５Ａが並ぶ数が相違する構造では、第１の対向部１０Ａの光結合基板１３と第２の対向部１５Ａの光結合基板１６とを、長辺と短辺が互いに一致する向きでしか組み合わせることができず、光結合基板１３と光結合基板１６とを９０度回転させて対向させると、全てのマイクロレンズ１４と全てのマイクロレンズ１７が対向できなくなる。
【００６５】
したがって、図５（Ａ）に示すように、導光路２１ＡがＸ１またはＸ２方向に延び出る第２の対向部１５Ａ１と、図５（Ｂ）に示すように、導光路２１ＢがＹ１またはＹ２方向に延び出る第２の対向部１５Ａ２を、その向きを間違うことなく、第１の対向部１０Ａに組み合わせることが可能になる。
【００６６】
図６は本発明の第３の実施の形態の光結合装置２０１を示す説明図である。
この光結合装置２０１は、共通の光結合基板１３，１７に、複数組の結合部群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４がＸ方向とＹ方向に間隔を空けて配置されている。結合部群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４のそれぞれが複数の光結合部２５Ａを有している。結合部群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４のそれぞれにおける光結合部２５Ａの配列状態および配列条件は、図３ないし図５に示したそれぞれの実施の形態と同じである。したがって、結合部群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４のそれぞれにおいて、複数本の導光路を、互いに重なることなく、Ｘ１方向、Ｘ２方向、Ｙ１方向、Ｙ２方向のそれぞれの向きに引き出すことが可能である。
【００６７】
図６に示すように、結合部群Ｇ１と結合部群Ｇ２は、Ｙ方向に向けて少し位置ずれしており、結合部群Ｇ１からＸ１方向またはＸ２方向に延びる隣接する導光路２１Ａ１と導光路２１Ａ１との間に、結合部群Ｇ２から延び出る導光路２１Ａ２が入り込む。これは、結合部群Ｇ３とＧ４においても同じである。
【００６８】
また、結合部群Ｇ１と結合部群Ｇ３は、Ｘ方向に向けて少し位置ずれしており、結合部群Ｇ１からＹ１方向またはＹ２方向に延びる隣接する導光路２１Ｂ１と導光路２１Ｂ１との間に、結合部群Ｇ３から延び出る導光路２１Ｂ２が入り込む。これは、結合部群Ｇ２とＧ４においても同じである。
【００６９】
図６に示す光結合装置２０１は、結合部群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４のいずれかを送信用として使用し、他のものを受信用として使用することで双方向通信に使用しやすくなる。
【００７０】
なお、図１（Ｂ）に示す、第１の対向部１０Ｂと第２の対向部１５Ｂとが対向する光結合装置１Ｂにおいても、フレキシブル基板２８の延び出る方向に対し、フレキシブル基板２０を異なる４つの方向へ選択して延び出させることができる。そのための、光結合部２５Ｂの配列の条件などは、図２ないし図６に示す各実施の形態と同じである。
【００７１】
なお、図１（Ａ）に示す光結合部２５Ａと図１（Ｂ）に示す光結合部２５Ｂでは、送光部と受光部の双方にマイクロレンズ１４，１７，１９が設けられているが、マイクロレンズが送光部にのみ設けられ、マイクロレンズで集光された光が受光部に与えられてもよい。あるいは、送光部からの光を受光部に効率的に入射させることができる構造では、光結合部においてマイクロレンズを削除することも可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１Ａ，１Ｂ，１０１，２０１  光結合装置
１０Ａ，１０Ｂ  第１の対向部
１１  基板
１２  光源アレイ
１２ａ  発光素子
１３，１６，１８  光結合基板
１４，１７，１９  マイクロレンズ
１５Ａ，１５Ａ１，１５Ａ２，１５Ｂ  第２の対向部
２０，２８  フレキシブル基板
２１Ａ，２１Ｂ，２６  導光路
２５Ａ，２５Ｂ  光結合部
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４  結合部群
Ｌ１  第１の方向の列
Ｌ２  第２の方向の列
【図１】
2011111542.tif 000003
【図２】
2011111542.tif 000004
【図３】
2011111542.tif 000005
【図４】
2011111542.tif 000006
【図５】
2011111542.tif 000007
【図６】
2011111542.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月12日(2012.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の対向部と第２の対向部とが設けられ、前記第１の対向部と前記第２の対向部の、一方に複数の送光部が配列し、他方に複数の受光部が配列し、前記第１の対向部と前記第２の対向部とが対向したときに、前記送光部と前記受光部とが一対一で対向する光結合部が複数箇所に構成され、少なくも前記第２の対向部に、前記送光部または前記受光部にそれぞれ光結合された複数の導光路が延び出ている光結合装置において、
前記光結合部が、第１の方向に延びる列と第２の方向に延びる列に沿って並んでおり、第１の方向に延びる前記列と第２の方向に延びる前記列がそれぞれ複数列設けられており、
全ての前記送光部と全ての前記受光部とが対向した状態で、複数の前記導光路の延びる向きと、前記第１の方向および前記第２の方向との間に９０度未満の角度が設けられて、複数の前記導光路を、互いに重なることなく、少なくとも２つの方向のいずれか選択した向きに延ばすことが可能とされていることを特徴とする光結合装置。
【請求項２】
前記第１の方向と前記第２の方向が直角で、前記光結合部が、前記第１の方向の列と前記第２の方向の列にそれぞれ同じ数だけ配列している請求項１記載の光結合装置。
【請求項３】
複数の前記導光路が延び出る方向が、互いに直交するＸ方向またはＹ方向のいずれかであり、Ｘ方向と前記第１の方向との成す角度および前記Ｙ方向と前記第２の方向との成す角度をθ（０度＜θ＜９０度）、前記第１の方向と前記第２の方向へ並ぶ前記光結合部の数をＮ、前記第１の方向の配列ピッチをｄ１、前記第２の方向の配列ピッチをｄ２としたときに、
ｄ２（Ｎ−１）・ｓｉｎθ＜ｄ１・ｃｏｓθで、且つｄ１（Ｎ−１）・ｓｉｎθ＜ｄ２・ｃｏｓθ
である請求項２記載の光結合装置。
【請求項４】
ｄ１＝ｄ２である請求項３記載の光結合装置。
【請求項５】
Ｎ・ｓｉｎθ＝ｃｏｓθである請求項４記載の光結合装置。
【請求項６】
前記第１の方向と前記第２の方向が直角で、前記光結合部は、前記第１の方向の列に配列する数よりも前記第２の方向の列に配列する数の方が多い請求項１記載の光結合装置。
【請求項７】
複数の前記導光路が延び出る方向が、互いに直交するＸ方向またはＹ方向のいずれかであり、Ｘ方向と前記第１の方向との成す角度および前記Ｙ方向と前記第２の方向との成す角度をθ（０度＜θ＜９０度）、前記第１の方向に並ぶ前記光結合部の数をＮ１、前記第２の方向へ並ぶ前記光結合部の数をＮ２、前記第１の方向の配列ピッチをｄ１、前記第２の方向の配列ピッチをｄ２としたときに、
ｄ２（Ｎ２−１）・ｓｉｎθ＜ｄ１・ｃｏｓθで、且つｄ１（Ｎ１−１）・ｓｉｎθ＜ｄ２・ｃｏｓθ
である請求項６記載の光結合装置。
【請求項８】
ｄ１＝ｄ２である請求項７記載の光結合装置。
【請求項９】
Ｎ２・ｓｉｎθ＝ｃｏｓθである請求項８記載の光結合装置。
【請求項１０】
前記光結合部が、前記第１の方向と前記第２の方向へ複数箇所に並んだ結合部群が、複数設けられており、前記結合部群から延び出る複数の前記導光路が、隣接する結合部群から延び出る複数の前記導光路の間に位置するように、それぞれの結合部群が配置されてい
る請求項１ないし９のいずれかに記載の光結合装置。
【請求項１１】
前記第１の対向部と前記第２の対向部に、前記第１の対向部と前記第２の対向部とが相対的に９０度回転させたどの向きであっても組み合わせることが可能となる位置決め部が設けられた請求項２記載の光結合装置
【国際調査報告】
2011111542.tif 000009
2011111542.tif 000010
2011111542.tif 000011
2011111542.tif 000012